Hodowla dodatkowej warstwy atomów krzemu na podłożu z płytki krzemowej ma kilka zalet:
W procesach krzemowych CMOS wzrost epitaksjalny (EPI) na podłożu płytki jest krytycznym etapem procesu.
1, poprawa jakości kryształów
Początkowe wady i zanieczyszczenia podłoża: Podczas procesu produkcyjnego podłoże waflowe może wykazywać pewne wady i zanieczyszczenia. Narastanie warstwy epitaksjalnej może skutkować powstaniem wysokiej jakości monokrystalicznej warstwy krzemu o niskim stężeniu defektów i zanieczyszczeń na podłożu, co ma kluczowe znaczenie dla późniejszej produkcji urządzenia.
Jednolita struktura kryształu: Wzrost epitaksjalny zapewnia bardziej jednolitą strukturę kryształu, zmniejszając wpływ granic ziaren i defektów w materiale podłoża, poprawiając w ten sposób ogólną jakość kryształów płytki.
2, poprawić wydajność elektryczną.
Optymalizacja właściwości urządzenia: Rosnąc warstwę epitaksjalną na podłożu, można precyzyjnie kontrolować stężenie domieszki i rodzaj krzemu, optymalizując wydajność elektryczną urządzenia. Na przykład domieszkowanie warstwy epitaksjalnej można precyzyjnie dostosować, aby kontrolować napięcie progowe tranzystorów MOSFET i inne parametry elektryczne.
Zmniejszanie prądu upływowego: Wysokiej jakości warstwa epitaksjalna ma niższą gęstość defektów, co pomaga zmniejszyć prąd upływowy w urządzeniach, poprawiając w ten sposób wydajność i niezawodność urządzenia.
3, popraw wydajność elektryczną.
Zmniejszanie rozmiaru elementu: W mniejszych węzłach procesowych (takich jak 7 nm, 5 nm) rozmiar elementu urządzenia nadal się kurczy, co wymaga bardziej wyrafinowanych i wysokiej jakości materiałów. Technologia wzrostu epitaksjalnego może sprostać tym wymaganiom, wspierając produkcję układów scalonych o wysokiej wydajności i dużej gęstości.
Zwiększanie napięcia przebicia: Warstwy epitaksjalne można zaprojektować przy wyższych napięciach przebicia, co ma kluczowe znaczenie w produkcji urządzeń o dużej mocy i wysokim napięciu. Na przykład w urządzeniach elektroenergetycznych warstwy epitaksjalne mogą poprawić napięcie przebicia urządzenia, zwiększając bezpieczny zakres pracy.
4. Zgodność procesów i struktury wielowarstwowe
Struktury wielowarstwowe: Technologia wzrostu epitaksjalnego pozwala na wzrost struktur wielowarstwowych na podłożach, przy czym różne warstwy mają różne stężenia i rodzaje domieszek. Jest to bardzo korzystne przy produkcji złożonych urządzeń CMOS i umożliwia trójwymiarową integrację.
Kompatybilność: Proces wzrostu epitaksjalnego jest wysoce kompatybilny z istniejącymi procesami produkcyjnymi CMOS, co ułatwia integrację z bieżącymi procesami produkcyjnymi bez konieczności wprowadzania znaczących modyfikacji linii technologicznych.
Podsumowanie: Zastosowanie wzrostu epitaksjalnego w procesach krzemu CMOS ma na celu przede wszystkim poprawę jakości kryształów płytek, optymalizację wydajności elektrycznej urządzeń, obsługę zaawansowanych węzłów procesowych oraz spełnienie wymagań produkcji obwodów scalonych o wysokiej wydajności i dużej gęstości. Technologia wzrostu epitaksjalnego pozwala na precyzyjną kontrolę domieszkowania i struktury materiału, poprawiając ogólną wydajność i niezawodność urządzeń.
Czas publikacji: 16 października 2024 r